Китайские ученые изрешетили золото, чтобы сделать его прочнее
Материаловеды из Китая превратили обычный дефект в металлических сплавах в компонент, повышающий его прочность. Специалисты создали чистое золото с наноразмерными отверстиями, равномерно распределенными по металлу. Новый метод облегчил материал, сделал его прочнее и пластичнее, что может расширить возможности применения такого золота.
Существует множество способов сделать металл прочнее. Можно смешать различные компоненты для жаропрочного, устойчивого к коррозии или магнитного сплава. Есть методы химической обработки, которые упрочняют металл, например азотирование. Давно известны разнообразные технологии закалки и тому подобное.
Сейчас в промышленности растет спрос на легкие и прочные металлы, поскольку производители стремятся к энергоэффективности и экологичности. Снизить вес деталей можно при помощи более легких металлов в составе, например алюминия, но материаловеды ищут возможности сделать наоборот — создать заготовки с пустотами, не потеряв при этом в качестве. Но тут возникает проблема, ведь пустоты — это дефект, который порождает трещины и в целом делает металл хрупким.
На днях в журнале Science группа исследователей из Китая опубликовала статью, где рассказала о новом методе упрочнения золота при помощи отверстий. Специалисты приготовили чистое золото с равномерно распространенными в нем нанопустотами — они образовались после удаления серебряных включений из сплава с помощью коррозии.
Размер этих пор составлял около 30 нанометров, и чтобы они не ослабили металл, ученые сжимали и нагревали исследуемые образцы при температуре 424,85 °C. Необходимо было спрессовать металл до критической плотности, чтобы пористая структура стала закрытой. После обработки многие пустоты превратились в сферы с минимальным диаметров 18 нанометров.
Чтобы проверить, как изменились механические характеристики золота, материаловеды взяли маленькие образцы с разноразмерными отверстиями (18-180 нанометров в диаметре) и растянули. Выяснилось, что прочность перфорированного золота росла, если средний размер пор был меньше, но при этом все образцы показали себя лучше, чем необработанное золото. Предел текучести пористого металла был почти на 107% выше, а отношение прочности к весу выросло на 118% при добавлении 5% пустот.
Как отмечают исследователи, некоторые образцы с особенно большими порами показали и высокую пластичность вместе с ростом прочности. Основное отличие новой технологии от обычных пористых металлов в том, что отверстия в исследуемом золоте распределены равномерно, что минимизирует концентрацию напряжения в одном месте. И для лучшего укрепления металла поры стоит делать меньше, потому что вместе с ними уменьшаются и области высокого напряжения при нагрузке. Предел находится в районе 101-102 нанометров — прочность при таком диаметре растет без потери пластичности.
Новый подход более научно можно назвать компонентом с нулевой массой. Отверстия могут облегчить металл на 10%, при этом улучшая его физические характеристики. Перфорированное золото можно будет применять в электронике для обработки контактов, но исследователи планируют испытать метод с медью, которая чаще золота используется в таких устройствах.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии